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Feasibility and performance study for a space-borne 1645nm OPO for French-German satellite mission MERLIN

Livrozet, Marie J. und Elsen, Florian und Wüppen, Jochen und Löhring, Jens und Büdenbender, Christian und Fix, Andreas und Jungbluth, Bernd und Hoffmann, Dieter (2014) Feasibility and performance study for a space-borne 1645nm OPO for French-German satellite mission MERLIN. Bellingham, WA: SPIE, 2014 (SPIE Proceedings 8959). SPIE, 2014-02-02 - 2014-02-04, San Francisco. doi: 10.1117/12.2041422. ISBN 978-0-8194-9872-4.

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Offizielle URL: http://proceedings.spiedigitallibrary.org/proceeding.aspx?articleid=1839012

Kurzfassung

We present a theoretical and experimental analysis of a pulsed 1645 nm optical parametric oscillator (OPO) conducted to prove the feasibility of such a device for a spaceborne laser transmitter in an integrated path differential absorption (IPDA) lidar system. The investigation is part of the French-German satellite mission MERLIN (Methane Remote Sensing Lidar Mission). As an effective greenhouse gas, methane plays an important role for the global climate. The architecture of the OPO is based on a conceptual design developed by DLR, consisting of two KTA crystals in a four-mirror-cavity. One of the cavity mirrors is piezo-driven to provide single frequency operation of the OPO. Using numerical simulations, we studied the performance and alignment tolerances of such a setup with KTP and KTA and investigated means to optimize the optical design by increasing the efficiency and decreasing the fluence on the optical components. For the experimental testing of the OPO, we used the INNOSlab-based ESA pre-development model ATLAS as pump laser at 1064 nm. At a pulse frequency of 25 Hz this MOPA delivers a pump energy up to 45 mJ with a beam quality factor of about M² = 1.3. With KTP as nonlinear crystal the OPO obtained 9.2 mJ pulse energy at 1645 nm from 31.5 mJ of the pump and a pump pulse duration of 42 ns. This corresponds to an optical/optical efficiency of 29%. After the pump pulse was reduced to 24 ns a similar OPO performance could be obtained by adapting the pump beam radius.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/92900/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Feasibility and performance study for a space-borne 1645nm OPO for French-German satellite mission MERLIN
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Livrozet, Marie J.Fraunhofer-Institut für LasertechnikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Elsen, FlorianFraunhofer-Institut für LasertechnikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wüppen, JochenFraunhofer-Institut für LasertechnikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Löhring, JensFraunhofer-Institut für Lasertechnik, AachenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Büdenbender, ChristianDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fix, AndreasDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jungbluth, BerndFraunhofer-Institut für LasertechnikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hoffmann, DieterFraunhofer-Institut für LasertechnikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Februar 2014
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:8959
DOI:10.1117/12.2041422
Seitenbereich:89590G
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Clarkson, W.A.Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers -SPIE-, Bellingham/WashNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shori, R.K.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Bellingham, WA: SPIE, 2014 (SPIE Proceedings 8959)
Name der Reihe:Solid State Lasers XXIII- Technology and Devices
ISBN:978-0-8194-9872-4
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Optical parametric oscillators ; Satellites ; Ferroelectric materials ; LIDAR ; Lasers ; Methane ; Mirrors ; Nonlinear crystals ; Numerical simulations ; Optical components
Veranstaltungstitel:SPIE
Veranstaltungsort:San Francisco
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:2 Februar 2014
Veranstaltungsende:4 Februar 2014
Veranstalter :SPIE
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - LIDAR-Forschung und - Entwicklung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar
Hinterlegt von: Fix, Dr.rer.nat. Andreas
Hinterlegt am:01 Dez 2014 14:30
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:58

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